对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管中流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作
立式管壳式换热机组厂家
对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是
换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管中流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。
1目标函数
对于以水为冷却介质的管壳式冷却器,进口水温一定时,由传热学的基本原理分析可知,冷却水的出口费用将影响传热温差,从而影响换热器的传热面积和投资费用。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种，前面我们简要介绍过。若冷却水出口温度较低,所需的传热面积可以较小,即换热器的投资费用减少;但此时的冷却水的用量则较大,所需的操作费用增加,所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。
设换热器的年固定费用FA = KF.CA.A (1)式中FA———换热器的年固定费用,元;KF———换热器的年折旧率, 1 /y;CA———换热器单位传热面积的投资费用,元/m2 ;A———换热器的传热面积,m2。换热器的年操作费用FB =CuWuHy/1000 (2)式中FB———换热器的年操作费用,元;Cu———单位质量冷却水费用,元/吨;Wu———换热器冷却水用量, kg/h;Hy———换热器每年运行时间, h。这样，流体一次只能通过一部分管子，因此在管束中多次来回传播，这被称为多管。因此换热器的年总费用即目标函数F = FA + FB = KFCAA +CuWuHy/1000 (3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———换热器的热负荷, kJ /h;G———换热器热介质处理量, kg/h;cpi———热流体介质比热容, kJ / ( kg℃) ;T1、T2———热流体的进出口温度,℃。
热管换热器的优点
热管换热器是由若干热管组成的,每根或每片热管是一独立传热单元,一根或一片热管损坏,不影响其它热管的正常使用;热管外通常有高频焊翅片,大大增加了换热面积;因为热管以相变及工质汽化潜热的方式传递热量,传热;工作介质的循环是依靠回流液的重力作用,不需外加动力,无机械运行部件,增加了设备可靠性,也极大地减少了运行费用;冷凝段与蒸发段彼此独立,实现汇源分割。釜式换热器清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质，并能承受高温、高压。3. 2 热管的寿命及延长寿命的研究
众所周知,金属铁在高温时与工质水易发生反应, Fe + H2 O→Fe3 O4 + H2↑由于不凝性气体氢气的存在,使得换热管不能将热量传递给冷凝段,也就失去了热管的功用,为解决这一问题,热管界试验了内部成膜、增加吸氢剂等等方案。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。工业界内部成膜方案使用较为普遍,使得热管内壁反应生成Fe2 O3钝化膜,阻止氢气的进一步生成。3. 3 热管换热器的合理设计
如图1所示:热侧放出热量等于冷侧吸收热量,可以通过调整冷、热段翅片的间距及调整冷、热侧面积达到调整管内蒸汽温度及壁温的目的,适当降低管内蒸汽温度确保热管安全及提高末排壁温而避开腐蚀。近年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于管壳式热交换器具有结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有优势。因此,热管换热器工业设计时,根据现场正常设计工况进行设计,依据上限工况校核管内蒸汽温度,依椐下限工况校核温度,从而使得热管换热器的使用可靠性大大增加。
管壳式换热器是由哪些构造构成的？
管壳式换热器由壳体、热传导管束、管板、折流板(折流板)和管箱构成.管壳热交换器的壳体大多数为圆柱型，配有管束，管束两边固定不动在管板上。有二种热传导流体，一种是管中流体，另一种是管侧流体，另一种是管外流体，称之为壳侧流体。以便提升管外流体的导热系数，一般 在壳体内安裝好多个挡板。挡板能够 提升壳体侧流体的速率，驱使流体按照规定的间距数次根据管束，提升流体的渗流水平。换散热器可按等边三角形或方形布局在管板上。等边三角形布局紧凑型，管外流体渗流，导热系数大，正方形布局有利于管外清理，适用积垢流体。管壳换热器泄漏：如果管泄漏数小于管壳和管换热器总泄漏数的10%，可采用堵管法进行处理。FPR波动盘管壳热交换器的流体每一次根据管束时称之为多管侧，每一次根据管束时称之为多管侧。以便提升管中流体的流动性速率，能够 在管箱两边设定挡板，并将全部管分成两组。那样，流体一次只根据一部分管路，因而在管束中往返流动性数次，这被称作多管全过程。一样，以便提升管的外界速率，可以在壳体内安裝竖向挡板，驱使流体数次根据壳体室内空间，称之为多壳侧。多管多壳可融合应用。
管壳式换热器
设计计算
1.壳体壁厚计算（包括管箱短节、封头、壳程筒体的壁厚计算）管、壳程筒体壁厚应满足GB151中壁厚的规定，对于碳素钢和低合金钢壁厚是按腐蚀裕量C2=1mm考虑的，对于C2大于1mm的情况，壳体的壁厚应相应增加。
2.开孔补强计算
对于壳体采用钢管制的，建议采用整体补强（增加筒体壁厚或采用厚壁管）；对于比较厚的管箱上开大孔考虑综合经济性
不另行补强应满足的几点要求：
①设计压力≤2.5Mpa
②相邻两孔中心距应不小于两孔直径之和的两倍
③接管公称直径≤89mm
④接管壁厚应表8-1的要求（接管腐蚀裕量为1mm）
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